DK165062B - Anlaeg til indsproejtning af et hydrocarbonbraendstof og en med hydrocarbonbraendstoffet lidet blandbar vaeske i en forbraendingsmotor, samt anvendelse af anlaegget. - Google Patents

Description

DK 165062B

Opfindelsen angår et anlæg til indsprøjtning af et hydrocarbonbrændstof og en med hydrocarbonbrændstof-fet lidet blandbar væske i en forbrændingsmotor, omfattende en indsprøjtningspumpe, en injektor, en brænd-5 stofledning mellem indsprøjtningspumpen og injektoren, et reservoir for den lidet blandbare væske, en væsketilgangsledning med en kontraventil mellem reservoiret og injektoren, en trykoverføringsindretning med et bevægeligt skilleelement mellem brændstofledningen og væ-10 sketilgangsledningen nedstrøms for kontraventilen, samt en restriktion i væsketilgangsledningen nedstrøms for kontraventilen.

Pra FR patentskrift nr. 2 113 601 kendes et anlæg af denne art, der er indrettet til at indsprøjte et 15 brændstof og vand i en motors forbrændingsrum, hvor brændstoffet og vandet enten indsprøjtes separat gennem hver sin dyse eller hvor brændstoffet og vandet tilføres motoren som en blanding. Trykoverføringsindretningens bevægelige skilleelement er et aftrappet stempel, 20 der påvirkes af en trykfjeder. Forholdet mellem de tilførte mængder af brændstof og vand bestemmes af stemplets dimensioner i forbindelse med størrelsen af fjederkraften, og kan kun ændres ved at udskifte de pågældende dele.

25 Det er yderligere kendt at tilføre forbrændings motorer emulsioner af fx gasolie og vand, når det drejer sig om dieselmotorer, eller benzin og methanol, når det drejer sig om benzinmotorer. Disse emulsioner har en meget fordelagtig virkning set ud fra et økonomisk, 30 energimæssigt og miljømæssigt synspunkt, idet de gør det muligt at forbedre forbrændingen, hvorved motoren holdes ren og effektiv, og forurenende udledninger reduceres. For fuldstændig at kunne udnytte disse fordelagtige virkninger af tilførslen af en emulsion, er det 35 imidlertid nødvendigt, at forholdet mellem emulsionens komponenter skal kunne varieres som funktion af moto- 2

DK 165062B

rens omdrejningshastighed og belastning. Emulsionens sammensætning kan variere meget stærkt, fx tilføres en dieselmotor, der kører i tomgang udelukkende gasolie, medens den under høj belastning typisk kører på en 5 emulsion indeholdende omkring 15 - 25 vægtprocent vand.

Det er hensigten med opfindelsen at tilvejebringe et anlæg af den indledningsvis angivne art, der muliggør indsprøjtning i en motor af en emulsion, hvis sammensætning hele tiden er tilpasset de øjeblikkelige 10 driftsforhold.

Anlægget ifølge opfindelsen adskiller sig fra det indledningsvis angivne anlæg ved, at injektoren indeholder et statisk emulgeringsorgan opstrøms for selve indsprøjtningsdysen, at der i brændstofledningen er en 15 anden restriktion, og at en af restriktionerne er en indstillelig ventil.

Herved opnås, at leveringsmængden af trykoverføringsindretningen, der virker som en pumpe, afhænger af trykfaldet over restriktionerne i væsketilgangs-20 ledningen og brændstof ledningen. Ved at lade en af disse restriktioner være en indstillelig ventil, kan trykfaldet over denne ventil ændres, hvorved trykoverføringsindretningens leveringsmængde ændres. Ved hvert slag af indsprøjtningspumpen tilføres brændstof og vand 25 til emulgeringsorganet, der er indbygget i injektoren opstrøms for selve indsprøjtningsdysen i de ønskede, korrekte mængder.

I en foretrukket udførelses form er en af restriktionerne en kalibreret dyse. Der opnås herved et 30 veldefineret trykfald over denne restriktion, hvilket ikke er tilfældet, hvis restriktionen udgøres af eksempelvis flere kontraventiler eller diameterændringer af rørledningen.

I andre udførelsesformer kan det bevægelige 35 skilleelement være en membran, en bælg eller et stempel, der er indrettet til at glide i trykoverførings-

DK 165062 B

3 indretningen, og som tilvejebringer en tæt adskillelse mellem brændstoffet og den lidet blandbare væske.

Opfindelsen omfatter også anvendelse af anlægget ifølge opfindelsen, hvor forbrændingsmotoren er en 5 dieselmotor, hydrocarbonbrændstoffet er gasolie, og den lidet blandbare væske er vand.

Opfindelsen vil nu blive forklaret ved hjælp af et udførelseseksempel og med henvisning til tegningen, der i diagramform viser en praktisk udførelsesform for 10 opfindelsen anvendt i forbindelse med en dieselmotor.

En på tegningen vist indsprøjtningspumpe 1 drives af et mekanisk drivaggregat 2 og tilføres gasolie fra en tank 3, med hvilken den er forbundet via en tilførselsledning 4 og en returledning 5.

15 Afgangen fra pumpen l ledes til brændstoftilførselssystemet via en ledning 6, som deler sig i to grenledninger henholdsvis 6A og 6B.

Ledningen 6A, der kan drøvles ved hjælp af en ventil 7 føder en injektor 8 via en ledning 9. Den 20 anden ledning 6B afgiver den resterende brændstof-mængde til en overføringsindretning 10. Overføringsindretningen 10, der udgør en væsentlig bestanddel af anlægget ifølge opfindelsen, består af en lukket beholder, der indeholder et bevægeligt skilleelement 11.

25 Dette skilleelement opdeler volumenet i beholde ren i to separate volumener, i hvilke der hersker det samme tryk.

Skilleelementet 11 kan være en fleksibel og elastisk membran eller en bælg eller et bevægeligt 30 stempel eller lignende.

Skilleelementet 11 kan, hvis det har form af en membran eller en bælg, være udført af et fleksibelt materiale såsom et mod emulsionens komponenter kemisk bestandigt, naturligt eller syntetisk polymer en metal-35 folie, et kompositmateriale eller lignende; elementet må være korrekt understøttet og afgrænset inde i over- 4

DK 165062B

førings indretningen 10, men der er ingen begrænsninger hvad angår dets form.

I det tilfælde hvor skilleelementet 11 er udført som et stempel, er beholderens indvendige facon 5 udformet så den nøjagtig passer til tværsnittet af stemplet, der glider i beholderen. Et sådant stempel kan være udført af et stift materiale såsom metal, et keramisk materiale eller et stift polymermateriale såsom fluorcarbon.

10 Det foretrækkes, at det har en cylindrisk form, hvor kontaktfladerne er præcisionsslebne.

Det volumen der støder op til ledningen 6B og som er fyldt med gasolie, betegnes med volumenet G og volumenet på den anden side af skilleelementet 11 be-15 tegnes med volumenet A og er fyldt med vand, der skal emulgeres med gasolien.

Det ses, at ved hvert pumpeslag af pumpen 1 overfører gasolien sit tryk i overføringsindretningen 10 til volumenet A. Som følge heraf ledes vand i 20 volumenet A - på grund af virkningen af forskydningen af skilleelementet 11, og i en mængde, der svarer til det volumen, hvormed den forskyder sig, - ved hjælp af en ledning 12, som drøvles ved hjælp af en styreventil 13, til injektoren 8.

25 Ved hvert retur- eller indsugningsslag af pumpen 1, frembringes inde i overføringsindretnigen 10 i G-volumenet en sugning, som forskyder skilleelementet 11 over i den modsatte retning og suger vand fra en tank 14 gennem en ledning 15 og en kontraventil 16. Hvis 30 det er nødvendig, kan der i ledningen 15 være indskudt en hjælpevandtilførselspumpe 17, som tilfører vandet til overførings indretningen 10 med et lille overtryk, hvorved tanken 14 ikke behøver at befinde sig i en bestemt højde. I det indre af motorens injek-35 torer 8 er der en blandekanal og en emulgeringsindretning. Sådanne injektorer kan fx tilvejebringes ved, at 5

DK 165062B

der inde i dem, opstrøms for en dyse af normal konstruktion, er placeret en statisk, strålebrydende emulgeringsindretning, som takket være sine små dimensioner, er særlig velegnet til det tilsigtede formål.

5 Blandekanalen for vand og gasolie, opstrøms for emulgeringsindretningen, kan efter ønske placeres i eller udenfor injektoren 8, der i de to tilfælde vil have henholdsvis separate tilgangsporte for gasolie og vand eller en enkelt tilgangsport for blandingen.

10 Returvæsken fra injektoren 8 ledes gennem en ledning 18 til vandtilgangsrøret 15 opstrøms for kontraventilen 16.

Anlægget funktionerer på følgende måde. Injektoren 8, som indeholder den statiske emulgeringsindret-15 ning tilføres gasolie og vand i det ønskede forhold. Gasolien leveres direkte ved hjælp af indsprøjtningspumpen 1, hvorimod vandet trykkes frem ved hjælp af en del af gasolien, som driver overførings indretningen 1 således, at den virker som en fortrængningspumpe.

20 Forholdet mellem mængderne af gasolie og vand styres ved hvert af pumpens trykslag ved hjælp af ventilerne 7 og 13.

Positionen af den ene af de to ventiler eksempelvis ventilen 7 justeres én gang for alle, og for-25 målet med ventilen er at frembringe et lokalt trykfald i ledningen 6A for at sikre indstrømningen i overføringsindretningen 10's volumen G. I dette tilfælde kan ventilen 7 fx erstattes af en kalibreret dyse, der er kalibreret med henblik på at opretholde det 30 nævnte ønskede trykfald. Styringen påhviler derfor den anden ventil.

Den på tegningen viste anden ventil 13 er styret og når den opererer styrer den emulsionsforholdet, dvs. vægtforholdet gasolie/vand ved, at drøvle udstrøm-35 ningen til ledningen 12.

Det ses, at den styrende funktion kan ombyttes mellem de to ventiler og at den eneste ventil, der virkelig er nødvendig, er styreventilen.

Claims (6)

1. Anlæg til indsprøjtning af et hydrocarbon-brændstof og en med hydrocarbonbrændstoffet lidet blandbar væske i en forbrændingsmotor, omfattende en 10 indsprøjtningspumpe (1), en injektor (8), en brændstof-ledning (6, 9) mellem indsprøjtningspumpen og injektoren, et reservoir (14) for den lidet blandbare væske, en væsketilgangsledning (15, 12) med en kontraventil (16) mellem reservoiret og injektoren, en trykoverfø-15 ringsindretning (10) med et bevægeligt skilleelement (11) mellem brændstofledningen og væsketilgangsledningen nedstrøms for kontraventilen, samt en restriktion (13) i væsketilgangsledningen nedstrøms for kontraventilen, kendetegnet ved, at injektoren (8) 20 indeholder et statisk emulgeringsorgan opstrøms for selve indsprøjtningsdysen, at der i brændstofledningen (6, 9) er en anden restriktion (7), og at en af restriktionerne (13, 7) er en indstillelig ventil.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet 25 ved, at en af restriktionerne (13, 7) er en kalibreret dyse.

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at det bevægelige skilleelement er en membran (11).

4. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at det bevægelige skilleelement er en bælg (11).

5. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at det bevægelige skilleelement er et 35 stempel (11), der er indrettet til at glide i trykoverføringsindretningen (10), og som tilvejebringer en tæt 7 DK 165062B adskillelse mellem brændstoffet og den lidet blandbare væske.

5 PATÉNTKRAV

6. Anvendelse af anlægget ifølge ethvert af de foregående krav, hvor forbrændingsmotoren er en diesel-5 motor, hydrocarbonbrændstoffet er gasolie og den lidet brændbare væske er vand.